Comparaison modes de filtrage

[begwanch]

Ça m'a posé des problèmes à gérer, et en particulier avec le délai que le miniDSP a ajouté à cette voie grave, mais j'ai pu réorganiser tout mon système en fonction de ces contraintes.

Comment fais-tu pour gérer le retard du dsp ? à moins que celui-ci compense la profondeur de tes pavillons mid/aig ...?

Sommairement, j'ai reculé quasiment uniformement les trois voies supérieures, celles-ci étant déjà callées entre elles. 
Édit:
Dans un tel cas, il faut tout de même noter que le calage de l’ensemble des voies avec la voie basse reste forcément approximatif. En effet, le délai de latence du DSP est trop important pour qu’il puisse être simplement compensé par la mobilisation des trois voies supérieures. Il n’empêche que l’utilisation du DSP dans cette solution reste largement positive compte-tenu de la grande amélioration apportée à la linéarité du grave ainsi qu’au fait que le calage de la voie grave qui opère en dessous de 200Hz est beaucoup moins important que le calage des autres voies entre elles

Bonjour à tous, 
Gilles, je comprends ta logique. C’est en effet assez compliqué à gérer: 
- signature DSP dans l’aigu qui tend à manquer de naturel,
- mise en oeuvre dans le grave demandant des filtres encore plus longs
- latence de calcul, qui dans le cas de système hybrides, est une autre difficulté malgré l’intérêt de ne filtrer que le grave en numérique.

Mon expérience personnelle récente ce sont celles limitées à « l’égalisation large bande » du système 415A/AKT, soit par un filtrage numérique simulé dans rePhase et implémenté dans HQplayer, soit par un filtre analogique LCR de composants de haute qualité (self Mundorf de basse impédance série, résistance bobinée non inductive, capacité de 1 uF en mica argenté. 

La supériorité de la solution analogique (pré-optimisée par d’autres et pas des moindres) s’est révélée, mais la solution numérique s’avère proche en terme de résultats subjectifs, avec un soupçon d’autorité en moins (effet de la self série dans le grave sur l’amortissement ?), à condition:
- d’affiner avec soin les paramètres du filtre à partir d’un calcul initial
- d’associer un filtre de rééchantillonnage LONG (type sinus cardinal)
- suivi par une convolution par un filtre aussi long dans rePhase
- de choisir dans HQplayer le mode de convolution exact overlap_save.

Il va de soi que cela demande un peu de puissance de calcul; et d’accepter une latence assez longue quand on change de morceau ou qu’on interrompe la lecture.

Il est possible que les personnes ayant utilisé des filtres courts ou longs sans les différencier, l’aient fait sans le savoir dans un flux numérique qui intégrait déjà sans que cela soit forcément explicite, une convolution par un filtre court, ceci éliminant de facto toute différence en sortie.

Bien cordialement,
Christian

[xnwrx]

Autant le répéter, la longueur d'un filtre FIR n'a AUCUN effet sur la qualité perçue, perceptible ou même théorique.
Tant que le filtre souhaité est synthétisable avec une taille donnée (avec les critères d'équivalence que l'on se fixe entre la réponse souhaitée et la réponse synthétisée), il ne sert à rien d'utiliser une taille double ou triple ou même 50 fois plus grande.

[begwanch]

Autant le répéter, la longueur d'un filtre FIR n'a AUCUN effet sur la qualité perçue, perceptible ou même théorique.
Tant que le filtre souhaité est synthétisable avec une taille donnée (avec les critères d'équivalence que l'on se fixe entre la réponse souhaitée et la réponse synthétisée), il ne sert à rien d'utiliser une taille double ou triple ou même 50 fois plus grande.

Je ne suis pas d’accord, on n’a apparemment pas la même expérience d’écoute. Sur les arguments théoriques non plus d’ailleurs : je suis convaincu que les fréquences sous la bande reproduite participent à la modulation fine. D’ailleurs je ne suis pas le seul à avoir remarqué qu’on perd du naturel sur un bon système dès qu’on applique un filtre subsonique, qui en théorie n’auraient aucune incidence hors une réduction de distorsion provenant des très basses fréquences filtrées. Et ceci est vrai aussi en analogique.
Cordialement Christian

[xnwrx]

Je ne suis pas certain d'avoir compris ce que tu souhaites exprimer Christian, notamment quel lien tu fais entre un filtre subsonique et ma remarque sur la taille d'un filtre FIR ?

[tonipe]

D’ailleurs je ne suis pas le seul à avoir remarqué qu’on perd du naturel sur un bon système dès qu’on applique un filtre subsonique, qui en théorie n’auraient aucune incidence hors une réduction de distorsion provenant des très basses fréquences filtrées.

J'applique sur mon système l'idée de limiter la bande passante du HP de grave à ce qu'accepte le HP et la pièce, sans savoir faire la part des choses entre les deux.
Ce n'est plus un filtre "subsonique", c'est un filtre "passe-haut" réglé à l'écoute plus ou moins haut. Pente 30 dB/octave.
Cela se traduit à l'écoute par un gain, dans mon cas.

[begwanch]

On peut raisonner de la manière suivante : si le fait de tronquer toutes les fréquences sous la limite audible - mettons 15 Hz, comme dans les filtres subsoniques classiques issus du vinyl, n’avait pas d’inconvénient audible, alors leur usage serait généralisé en très haute fidélité, puisqu’il limiterait la distorsion induite même à faible niveau relatif, sur les haut-parleurs, excités bien en-dessous de leur fréquence de résonance. Or, non seulement les filtres subsoniques n’ont guère la cote chez les audiophiles, mais aussi je ne suis pas le seul à apprécier les électroniques à couplage direct (Kaneda…), et ai toujours trouvé (avec de bons transducteurs dans le grave) un avantage audible à étendre la réponse de la chaine d’amplification vers le bas en analogique, en augmentant par exemple les valeurs et qualités de capas inter-étages ou d’entrée.

En numérique, j’ai fait le même constat, plutôt en pire : il est facile et tentant de couper raide, par exemple à 24 dB/octave sous 15 Hz. Or j’ai toujours trouvé que ce faisant, on enlevait quelque chose à la musique.

Concernant le numérique j’ai en son temps apprécié le convertisseur Chord DAC 64, spécifiquement avec l’opérateur long de rééchantillonnage en sinus cardinal qui n’a fait que gagner des échantillons depuis. La comparaison entre filtre long et filtre court était sans ambage sur des Voix du Théâtre en multiamplification active plutôt bien réglé et assisté tout en bas par un caisson JBL utilisant un 2215A de 18 pouces dans un caisson plutôt volumineux qui descendait proprement.

20 ans plus tard, sur mon système 415A, je découvre en numérique, utilisant Roon associé au logiciel HQplayer, que les meilleurs résultats sont obtenus avec un rééchantillonnage utilisant le filtre sinc-M, qui comporte 1 million d’échantillons. Les filtres type sinc plus court sont moins bons en ce qui concerne le rendu de l’espace, des transitoires subtils.

Le constat vaut aussi bien lorsque la réponse du système 415A/AKT est linéarisée par le filtre passif LCR aux valeurs optimisées avec Jean Hiraga et Bruno Plouvier, que dans une configuration dans laquelle ce filtre LCR est simulé par un filtre FIR défini dans rePhase et appliqué en convolution dans la foulée avec le sinus cardinal : les meilleurs résultats subjectifs sont obtenus avec les filtres les plus longs, en acceptant, dans le cas de cette convolution additionnelle, une latence de plus de 20 secondes, le temps de « pipe-liner » le flux numérique stéréo dans cette double convolution. Non, je n’ai pas investi chez Chord pour réduire la latence, dans un Dave dernier cri plus un M-scaler : le budget est dissuasif.

Je conclus en tout cas qu’il se produit « quelque chose » dans notre perception, qui rend sensible la troncation des très basses fréquences, largement sous notre seuil d’audition. Mettons qu’il faille éviter toute altération du signal jusqu’à quelques Hz. Par exemple 3 Hz. Si on échantillonne à 384 kHz, on est bien dans le million d’échantillons pour échantillonner une pleine longueur d’onde à 3 Hz, en plus de l’argument de Chord de précision de la reconstruction, argument étayé et solide.

Peut-être est-ce le fait que la réponse impulsionnelle, quand on tronque la partie du spectre la plus basse, se retrouve perturbée par des lobes secondaires non négligeables. Ceux-ci peuvent-ils interférer auditivement avec l’enveloppe du reste du signal pour créer une forme insidieuse d’ intermodulation ?

Ce n’est qu’une hypothèse mais cela pourrait expliquer aussi pourquoi les filtres subsoniques ne sont guère utilisés. Faut-il aussi incriminer des rotations de phases commençant plus haut ?

[tonipe]

Je suis dans un cas particulier, avec un HP large bande ALTEC 420-8B.
Limiter la bande passante dans le grave, limite le déplacement de la membrane, et donc l'intermodulation entre grave et aigu.
Ce n'est qu'une tentative d'explication !!!
Je suis pragmatique, j'ai un gain à l'écoute, je prends.

Concernant la convolution avec rePhase, il y a 2 paramètres :
- Le nombre de taps.
- FFT Length. (qui par défaut se règle automatiquement avec le nombre de taps).
Plus FFT Length est élevé, meilleure est la qualité dans les aigus. Je prends 2097152 (avec Optimization extensive).
Pour le nombre de taps, j'ai retenu 32768 taps à 176400 Hz. (16384 taps à 88200 Hz, 8192 taps à 44100 Hz)
Un nombre trop élevé dégrade la qualité du grave.

J'ai l'impression, vous me confirmerez, que vous avez fait vos essais juste en regardant le nombre de taps.
En augmentant le nombre de taps, FFT Length augmente aussi : Gain à l'écoute.
En dissociant le nombre de taps de FFT Length, vous pouvez faire un peu plus de gain coté grave.
C'est ce que j'ai fait chez moi.

Ce n'est pas une vérité absolue, c'est une piste d'essais à faire...

[xnwrx]

OK Christian.
Le point que tu lèves avec le filtre subsonique ou passe haut à basse fréquence n'a aucun lien avec le point que j'indiquais sur la longueur d'un filtre FIR. On parle de deux choses totalement différentes. Maintenant on peut faire un filtre subsonique avec un FIR et effectivement dans ce cas il faudra un paquet de taps pour le réaliser, mais pas plus que ce qui est nécessaire et suffisant pour le faire. S'il faut 100000 taps pour le réaliser, il ne sera pas meilleur avec 1 million ou 10 Millions de taps (et faire un FIR pour un filtre subsonique...quel intérêt ?)
Concernant les filtres de suréchantillonnage, c'est même combat. Il faut le nombre de taps nécessaires à la réalisation du filtre souhaité. Mettre plus de taps que le strict nécessaire n'apporte rien de plus.
Que le filtre nécessaire soit long ou court, il n'y a aucun intérêt à utiliser plus de taps que nécessaire.

De même pour la FFT length. Je vous l'ai déja indiqué Dominique, cette taille de FFT ne sert qu'à la synthèse (la génération de la RI) du filtre et non pas au filtre en lui même. Une fois la RI du filtre établie, qu'il ait été généré avec une FFT de 3 points ou de 1millions de points le filtre s'en moque bien puisque seul sa RI subsiste. Si la RI est identique..
Avec tout ça, on est très exactement dans la même logique que celle de l’homéopathie, il ne reste plus rien dans le produit final mais l'effet est toujours là....

[begwanch]

OK Christian.
Le point que tu lèves avec le filtre subsonique ou passe haut à basse fréquence n'a aucun lien avec le point que j'indiquais sur la longueur d'un filtre FIR. On parle de deux choses totalement différentes. Maintenant on peut faire un filtre subsonique avec un FIR et effectivement dans ce cas il faudra un paquet de taps pour le réaliser, mais pas plus que ce qui est nécessaire et suffisant pour le faire. S'il faut 100000 taps pour le réaliser, il ne sera pas meilleur avec 1 million ou 10 Millions de taps (et faire un FIR pour un filtre subsonique...quel intérêt ?)
Concernant les filtres de suréchantillonnage, c'est même combat. Il faut le nombre de taps nécessaires à la réalisation du filtre souhaité. Mettre plus de taps que le strict nécessaire n'apporte rien de plus.
Que le filtre nécessaire soit long ou court, il n'y a aucun intérêt à utiliser plus de taps que nécessaire.

Pourtant le lien est bien là. Les filtres subsoniques ne sont guère employés en haute fidélité, malgré les avantages théoriques pour les haut-parleurs en terme de distorsion, tenue en puissance et intermodulation. Parce qu’ils enlèvent quelque chose à l’écoute, quelque chose qui n’est pourtant pas « strictement nécessaire »… 

C’est peut-être là ou nous avons des vues et une expérience divergentes. Tu sembles préoccupé par une notion de « strict nécessaire » sur des critères très (trop) simples de théorie du signal. Quand bien même, les lobes secondaires par troncation des plus basses fréquences c’est facile à modéliser et ce n’est pas difficile de penser qu’ils peuvent avoir des conséquences à l’écoute.

Je m’appuie sur l’expérience consolidée par d’autres,  et je me préoccupe de la notion de ce qui fournit le résultat le plus convainquant à l’écoute, sur des critères certes difficiles à mettre en évidence par des mesures simples. Cela peut aller plus loin que le strict nécessaire d’un point de vue mécaniste et linéarisé de nos systèmes et du traitement du signal, pas étonnant : notre système auditif est bien plus sophistiqué qu’un oscilloscope ou un fréquencemètre, et n’est naturellement pas sensible aux mêmes choses. 

Je ne dis pas pour autant qu’il faut 25 millions de taps, mais je maintiens mn expérience qu’il se produit quelque chose à l’écoute avec des filtres plus longs, de 10^5 à 10^6 échantillons, ou de peut-être une ou deux secondes de longueur de filtre, qui (pour les bons enregistrements et pour les systèmes non tronqués par ailleurs) rend le numérique plus proche d’une expérience type bande master analogique, par exemple. 
Cordialement,
Christian

[xnwrx]

Il y a deux sujets dans ce que vous notez Christian. Le filtre subsonique d'une part et le filtrage FIR d'autre part.
Sur le sujet du filtre subsonique, je n'ai pas d'avis. Je n'en n'utilise pas mais je pourrais tout autant en utiliser un. Votre avis diverge de celui de Dominique (Tonipe) qui pour sa part, trouve le son meilleur avec, alors que pour vous c'est mieux sans. Pour moi qu'importe, pas d'avis. Et d'une manière générale on devrait trouver autant d'avis qu'il y a d'audiophiles....
Sur le sujet des FIR, c'est tout autre chose. Un FIR réalise "bêtement" une convolution avec la réponse impulsionnelle qu'on lui donne. Si la réponse impulsionnelle fournie au FIR est identique lorsqu'elle a été calculée sur 100 taps ou sur 1 millions de taps, alors les filtres sont strictement identiques.

Notre système auditif est bien plus sophistiqué qu’un oscilloscope ou un fréquencemètre, et n’est naturellement pas sensible aux mêmes choses. 

Là dessus je vous rejoins parfaitement, notre système auditif est même totalement non fiable, sujet à toutes sortes d'hallucinations, propre à chacun et je dirais en plus couplé à tous nos autres système sensoriels et à nos croyances ou souhaits. Personnellement, en tant que pragmatique, je n'entends que très rarement les subtiles différences que d'autres parviennent à percevoir. C'est très certainement mon cerveau qui fait le boulot inverse de celui d'autres, c'est à dire qu'il bloque toute perception d'amélioration parce qu'il ne souhaite pas, inconsciemment, qu'il y ait des améliorations. Quel con ce cerveau !

Pour finir, comment déterminez vous la longueur du filtre nécessaire ? et donc qu'est-ce qui vous fait dire qu'un filtre plus long est effectivement plus long que le strict nécessaire ?